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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Kühleinheit für eine elektrische Maschine und eine Kühleinheit für eine elektrische Maschine gemäß dem Verfahren.
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Aus
DE 10 2012 016 208 ist eine erste Gehäuseeinheit, eine zweite Gehäuseeinheit und eine Dichteinheit bekannt, wobei diese Dichteinheit als starre Einheit ausgebildet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine verbesserte Dichteinheit zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale der Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Kühleinheit für eine elektrische Maschine, mit einer ersten Gehäuseeinheit, einer zweiten Gehäuseeinheit, einem Kühlmitteleingang, einem Kühlmittelausgang und einer Dichteinheit, zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der ersten Gehäuseeinheit und der zweiten Gehäuseeinheit eine flexible Dichteinheit angeordnet wird, wobei die Ausdehnung der flexiblen Dichteinheit vor der Montage verringert und nach der Montage erhört wird. Die flexible Dichteinheit kann auch als Dichteinheit, Dichtung oder Dichtungseinheit bezeichnet werden.
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Durch diese Dichteinheit findet eine Trennung der kürzesten Verbindung zwischen Kühlmitteleingang und Kühlmittelausgang statt. D. h. das Kühlmittel nimmt im Gehäuse zwischen Kühlmitteleingang und Kühlmittelausgang einen längeren Weg, so dass die so Kühlung verbessert wird.
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Auf diese Art und Weise ist gewährleistet, dass die Montage vereinfacht wird. Dadurch, dass die Dichteinheit flexibel ausgestaltet ist, wird diese bei der Montage als nicht störend empfunden und ferner nachdem eine Ausdehnung der Dichteinheit stattgefunden hat, findet eine optimale Anpassung an den ersten und zweiten Gehäuseeinheiten statt.
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Das Verfahren ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass in der flexiblen Dichteinheit ein Hohlraum vorhanden ist und die Ausdehnung der flexiblen Dichteinheit durch einen Spanneinheit und/oder eine Druckeinheit verändert wird.
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Durch die Verwendung eines Hohlraumes kann die Dichteinheit gezielt über eine Spann- und/oder Druckeinheit vor der Montage angepasst werden. Die Spanneinheit dient dazu, die Dichteinheit im mittleren Bereich auseinander zu drücken, so dass sie an Höhe verliert. Die Druckeinheit sorgt über einen Unterdruck im Hohlraum dafür, dass sich die Oberseite der Dichteinheit senkt und damit auch die Höhe der Dichteinheit sich verringert.
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Das Verfahren ist vorzugsweise auch dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheit durch einen Spannstab gebildet wird der in den Hohlraum der flexiblen Dichteinheit eingeführt und/oder ausgeführt wird.
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Die Spanneinheit kann als Spannstab ausgebildet sein. Dies ist ein schmaler, langer Stab, der in die Dichteinheit eingeschoben wird und somit für eine Verbreiterung in der Mitte und eine Absenkung in der Höhe sorgt.
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Das Verfahren ist ebenfalls dadurch gekennzeichnet, dass dem Spannstab und/oder dem Hohlraum ein Gleitmittel zugeführt wird. Durch das Gleitmittel wird die Reibung verringert, so dass ein Zuführen oder ausführen des Spannstabs aus dem Hohlraum erleichtert wird.
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Das Verfahren ist im Übrigen dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum der flexiblen Dichteinheit durch eine Druckeinheit ein Unterdruck und/oder Überdruck aufgebaut wird. Durch diese Druckeinheit und einer gezielten Steuerung zwischen Unter- und Überdruck kann die flexible Dichteinheit sehr genau für den Einbau und die letztendliche genaue Position angesteuert werden.
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Das Verfahren ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum über eine Verbindungseinheit und einer ersten Verschlusseinheit und/oder zweiten Verschlusseinheit mit der Druckeinheit verbunden wird.
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Die Verbindungseinheit dient dazu, die Druckeinheit mit dem Hohlraum zu verbinden. Dies kann durch eine Druckleitung geschehen. Der Hohlraum der Dichteinheit kann eine oder zwei Öffnungen aufweisen. Diese Öffnungen sind mit Verschlusseinheiten zu versehen. Eine oder beide dieser Öffnungen sind über die Verbindungseinheit mit der Druckeinheit verbindbar. Vorzugsweise sind in den Verschlusseinheiten Druckventile vorgesehen, damit gegebenenfalls die Dichteinheit zuvor mit einem Unterdruck versehen werden kann, dann die Verbindungseinheit von der Verschluss- und Druckeinheit getrennt wird, so dass in der Dichteinheit ein Unterdruck herrscht. Wenn dann die Dichteinheit montiert wird, kann über das Druckventil ein Druckausgleich zum Atmosphärendruck hergestellt werden und die Dichteinheit passt sich somit der Einbaulage an.
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Das Dichteinheitsmaterial muss sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen einsatzbereit sein. Dieses Dichteinheitsmaterial könnte ein Silikon-Kautschuk oder Ethylen-Propylen-Dien oder Terpolymer-Kautschuk sein. Die Dichteinheit, die einen Hohlraum hat, kann zwei Verschlusseinheiten haben, muss dies jedoch nicht. Das heißt eine Seite der Dichteinheit hat keine Öffnung, somit gibt es in der Dichteinheit nur eine Öffnung. Auch wenn nur eine Verschlusseinheit mit einem Druckventil oder nur ein Druckventil in die Dichteinheit eingearbeitet oder einarbeitbar ist, kann das Erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden.
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Über dieses Druckventil kann in der Dichteinheit für die Montage ein Unter- oder Überdruck aufgebaut werden. Ein Überdruck ist auch schon der Atmosphärendruck, damit sich die Dichteinheit allein durch Atmosphärendruck anpasst. Auch kann zusätzlich Druck aufgebaut werden, so dass die Dichteinheit sich noch besser an die erste und zweite Gehäuseeinheit anpasst.
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Die Kühleinheit für eine elektrische Maschine gemäß dem obigen erfindungsgemäßen Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der ersten Gehäuseeinheit und der zweiten Gehäuseeinheit die flexible Dichteinheit angeordnet ist Durch diese Dichteinheit findet eine Trennung der kürzesten Verbindung zwischen Kühlmitteleingang und Kühlmittelausgang statt. Das heißt, das Kühlmittel nimmt im Gehäuse zwischen Kühlmitteleingang und Kühlmittelausgang einen längeren Weg, so dass die Kühlung verbessert wird.
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Die Kühleinheit, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, hat den Vorteil, dass die Dichteinheit zwischen Kühlmittelausgang und Kühlmitteleingang durch die Flexibilität eine passgenaue Anpassung übernimmt. Zwischen erster und zweiter Gehäuseeinheit können ferner Kühlmittelkanäle vorgesehen sein. Somit wird das Wasser vom Kühlmitteleingang zum Kühlmittelausgang geführt. Die Kühlmittelkanäle und/oder Kühlrippen leiten das Wasser so, dass ein möglichst langen Weg zurücklegt wird. Dadurch wird die elektrische Maschine über den ganzen Umfang gekühlt. Diese Kühlmittelkanäle können auch als Abstandshalter dienen und so gewährleisten, dass die erste und zweite Gehäuseeinheit zentriert zueinander angeordnet sind. Nach Montieren der Dichteinheit ist die erste und zweite Gehäuseeinheit von außen mit einer jeweiligen Gehäuseabdeckung zu versehen.
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Die Kühleinheit ist überdies dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Gehäuseeinheit mindestens eine Federeinheit angeordnet ist und die flexible Dichteinheit mindestens eine Positionierungsnut aufweist und Federeinheit und Positionierungsnut in Eingriff stehen.
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Feder und Nut sind allgemeine Begriffe des Zusammengreifens von zwei Bauteilen. Die Federeinheit, die auf der zweiten Gehäuseeinheit angeordnet ist, ist dafür vorgesehen, dass die Nut in der Dichteinheit auf diese Federeinheit gebracht werden kann. Dies hat den Vorteil, wenn erste und zweite Gehäuseeinheit ineinander angeordnet sind und von außen die Dichteinheit zugeführt wird, dass die Dichteinheit über die Federeinheit geführt und im expandierten Zustand gehalten wird. Auch kann vorgesehen sein, dass in der ersten Gehäuseeinheit auch eine solche Feder- und Positionierungsnut vorgesehen ist, damit die Dichteinheit an oben und unten angeordneter Stellen positioniert wird.
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Ferner ist es auch möglich, dass auf das zweite Gehäuseteil in nicht zusammengebautem Zustand die Dichteinheit durch Nut- und Federeinheit gehalten wird, dann die zweite Gehäuseeinheit nebst Dichteinheit in die erste Gehäuseeinheit eingeschoben wird und im Anschluss die Expansion der Dichteinheit erfolgt. Das heißt, die Dichteinheit dehnt sich aus und passt sich dann der Feder und Nut an.
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Die Federeinheit kann als Pilzkopf ausgebildet sein und die Positionierungsnut als Pilznut ausgebildet. Durch Pilznut und Pilzkopf ist gewährleistet, dass die Dichteinheit und Gehäuseeinheit eine noch festere und passgenaue Positionierung und Sitz eingehen. Gerade wenn die Dichteinheit vor der Montage auf eine Gehäuseeinheit moniert wird und im Anschluss die Gehäuseeinheiten ineinander verbaut werden, bietet es sich an, dass eine Art Pilzkopf und Pilznut verwandt werden, da damit von vornherein schon ein guter Sitz gewährleistet ist.
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Die Dichteinheit kann in Richtung erste Gehäuseeinheit und/oder zweite Gehäuseeinheit konvex ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist die Dichteinheit sowohl zur ersten als auch zur zweiten Gehäuseeinheit konvex ausgestaltet. Diese konvexe Ausgestaltung bietet einen guten Halt und die Dichtwirkung wird verbessert. Vorzugsweise hat die Dichteinheit in Richtung zweite Gehäuseeinheit eine größere Auflagefläche als in Richtung erster Gehäuseeinheit. Somit kann bei der Expansion der Dichteinheit die Druckausbreitung von der zweiten Gehäuseeinheit zur ersten Gehäuseeinheit erfolgt. Somit findet bei der ersten Gehäuseeinheit eine bessere Anpassung an eventuell bauräumliche Gegebenheiten statt und die zweite Gehäuseeinheit kann einen entsprechenden Gegendruck durch die größere Auflagefläche aufnehmen. Dieses heißt ferner, während sich in der Fläche der Druck besser verteilt und durch die größere Auflagefläche an der zweiten Gehäuseeinheit die Dichtwirkung verbessert wird, verbessert sich bei der ersten Gehäuseeinheit durch den erhöhten Druck auf engerem Raum auch die Dichtheit. Somit können eventuelle Unebenheiten, die in der ersten Gehäuseeinheit vorhanden sein könnten, ausgeglichen werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 erfindungsgemäße Kühleinheit,
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2 Dichteinheit mit Druckeinheit und
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3 Dichteinheit mit Spanneinheit.
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1 zeigt die Kühleinheit 3. Die Kühleinheit 3 weist eine erste Gehäuseeinheit 1 auf, die als Außenzylinder eines elektrischen Motors ausgebildet ist. Die Kühleinheit 3 weist ferner eine zweite Gehäuseeinheit 2 auf, die durch ein inneres Zylindergehäuse ausgebildet ist. Im inneren der zweiten Gehäuseeinheit 2 ist ein hier nicht dargestellter Stator und in diesem Stator ein nichtdargestellter Rotor angeordnet. Sowohl Rotor als auch Stator erzeugen Wärme die über die zweite Gehäuseeinheit 2 und erste Gehäuseeinheit 1 abzuführen ist. Aus diesem Grund weist die erste Gehäuseeinheit 1 sowohl einen Kühlmitteleingang 6 als auch einen Kühlmittelausgang 7 auf. Zwischen dem Kühlmitteleingang 6 und Kühlmittelausgang 7 befindet sich eine Dichteinheit 5. Durch diese Dichteinheit 5 findet eine Trennung der kürzesten Verbindung zwischen Kühlmitteleingang und Kühlmittelausgang statt. Hier nicht dargestellt sind Kühlkanäle und Stege, die zum Einen dafür sorgen, dass vom Kühlmitteleingang 6 zum Kühlmittelausgang 7 ein sehr effektiver Kühlmitteltransport erfolgt, um zum Anderen das zwischen erste Gehäuseeinheit 1 und zweite Gehäuseeinheit 2 ein passender Abstand eingehalten wird. Auch ist nicht dargestellt ein jeweils vorderer und hinterer Deckel der Kühlmitteleinheit. Die Montagerichtung ist mit einem Pfeil 4 dargestellt.
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Die zweite Gehäuseeinheit 2 wurde in die erste Gehäuseeinheit 1 eingeführt oder die erste Gehäuseeinheit 1 ist über die zweite Gehäuseeinheit 2 geführt worden. Befindet sich beim Zusammenführen der Gehäuseeinheiten 1, 2 die Dichteinheit 5 auf der ersten Gehäuseeinheit 1 oder zweiten Gehäuseeinheit 2, hat diese Dichteinheit 5 eine geringere Höhe als im montierten Zustand. Dadurch wird das Zusammenführen der beiden Gehäuseeinheiten erleichtert.
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Alternativ können auch erste Gehäuseeinheit 1 und zweite Gehäuseeinheit 2 ineinander angeordnet sein und die Dichteinheit 5 wird zwischen beiden Gehäuseeinheiten 1, 2 eingeführt.
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In 2 zeigt, dass eine Druckeinheit 10 mit einer Verbindungseinheit 19 und mit der Dichteinheit 5 verbunden ist. Die Dichteinheit 5 wird durch eine erste Verschlusseinheit 17 im hinteren Bereich und durch eine zweite Verschlusseinheit 18 im vorderen Bereich verschlossen. Somit ist in der Dichteinheit 5 ein Hohlraum entstanden. Zwischen Verbindungseinheit 19 und erste und/oder zweite Verschlusseinheit 17, 18 ist ein Druckventil 21 angeordnet. Über die Druckeinheit 10 kann nun durch die Verbindungseinheit 19 und dem Druckventil 21, welches in der zweiten Verschlusseinheit 18 angeordnet ist, ein Unterdruck in der Dichteinheit 5 aufgebaut werden. Durch diesen Unterdruck verringert sich dann die Höhe der Dichteinheit. Das heißt, von einem entspannten Zustand 12 mit einer höheren Höhe der Dichteinheit verringert sich die Höhe auf einen gespannten Zustand 11. In gespanntem Zustand 11 wird die Dichteinheit montiert und im entspannten Zustand 12 ist die Dichteinheit montiert.
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Durch die Druckeinheit 10 kann während des Montageschrittes eine Druckminderung stattfinden und nach der Montage kann die erste und/oder zweite Verschlusseinheit 17/18 entfernt werden. Somit wäre während der Montage die Druckeinheit 10 über die Verbindungseinheit 19 mit der ersten Verschlusseinheit 17 und/oder zweiten Verschlusseinheit 18 verbunden. Nach der Montage könnte die erste und/oder zweite Verschlusseinheit entnommen werden. Es ist auch möglich, dass die eine Seite der Dichteinheit von vornherein fest verschlossen ist und die andere Seite mit einer Art Korken verschlossen wird, der flexibel ausgestaltet ist und dann beim Druckmindern ein Zusammenziehen der Dichteinheit ermöglicht. In diesem Zustand könnte dann die Dichteinheit montiert und der Druck ausgeglichen werden. Danach könnten die entsprechenden Einheiten entfernt werden und sind nicht mehr in der Maschine angeordnet.
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Alternativ verbleibt die erste Verschlusseinheit 17 und/oder zweite Verschlusseinheit 18 auf dem Hohlraum der Dichteinheit 5 und mit der Druckeinheit wird ein gewisser Überdruck aufgebaut, damit die Dichteinheit passend in das Gehäuse ein-/angedrückt wird. Somit könnte durch den Überdruck eine verbesserte Dichtwirkung erzielt werden. Das Druckventil 21 könnte dazu dienen, dass im Falle einer Druckabsenkung, bei der nach der Montage entfernten Druckeinheit 10, von außen wieder eine Druckerhöhung stattfindet.
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Ferner zeigt 2 eine Positionierungsnut 8 und eine Federeinheit 9. Im unteren Bereich der 2 ist dies vergrößert dargestellt. Diese Einheiten sind hier speziell als Pilznut 8 und Pilzkopf 9 dargestellt. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, dass die Dichteinheit 5 zuverlässig auf die zweite Gehäuseeinheit 2 angeordnet und/oder verbunden ist.
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Sollte die erste Gehäuseeinheit 1 und zweite Gehäuseeinheit 2 im montierten Zustand angeordnet sein und die Dichteinheit 5 wird über die Pilznut 8 und Pilzkopf 9 in die Gehäuseeinheiten geschoben, dienen die Pilznut 8 und der Pilzkopf 9 für eine gute Führung. Somit ist ein Verschieben der Dichteinheit schwer möglich. Sollte zunächst auf der zweiten Gehäuseeinheit 2 die Dichteinheit vor Einfügen der zweiten Gehäuseeinheit 2 in die erste Gehäuseeinheit 1 montiert werden, dient auch hier die Pilznut 8 und der Pilzkopf 9 für eine Fixierung der beiden Einheiten.
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Auch hilft die konvexe längere Ausbreitung der Dichteinheit 5 auf der zweiten Gehäuseeinheit 2, das dort ein höherer Druck aufgebaut werden kann, um dann die Dichteinheit 5 gegenüber der ersten Gehäuseeinheit 1 zu pressen. Durch diesen höheren Druckaufbau auf der Oberseite der Dichteinheit 5 ist es dann möglich, die Dichteigenschaften zu verbessern. Gleichzeitig ist ein Zusammenführen der Gehäuseeinheiten durch die keilförmige Struktur der Dichteinheit 5 vereinfacht möglich. Alternativ soll aber auch erwähnt werden, dass die konvexe Anordnung in Richtung zweite Gehäuseeinheit 2 auch in Richtung erste Gehäuseeinheit 1 möglich ist. Auch könnten im oberen und unteren Bereich Pilznut 8 und Pilzkopf 9 angeordnet sein. Das heißt, neben einer keilförmigen Dichteinheit 5 nach oben, könnte auch eine H-förmige Dichteinheit 5, die konvex ausgebildet ist, angeordnet sein.
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3 zeigt eine weitere Alternative, wie die flexible Dichteinheit 5 vor der Montage in die passende Höhe gebracht wird. Dazu wird ein Spannstab 13 mit einem Durchmesser 14 in die Dichteinheit 5 geschoben. Dadurch das der Durchmesser 14 des Spannstabes größer ist als der normale Durchmesser im entspannten Zustand, wird die Dichteinheit 5 gestaucht, das heißt, sie wird im Mittelbereich gespannt und es ergibt sich eine Höhe 11. Diese gespannte Höhe 11 ist geringer als die entspannte Höhe 12 der Dichteinheit 5. Wie in 2 beschrieben ist dann ein einfaches Einführen der Dichteinheit in die erste und/oder zweite Gehäuseeinheit 1, 2 möglich.
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In der vergrößerten Darstellung unten auf 3 ist dargestellt, dass der Spannstab vorne oval bzw. schräg geformt ist, damit ein Einführen erleichtert wird. Ferner befindet sich in der Dichteinheit und/oder am Spannstab ein Gleitmittel, so dass auch so ein Einführen erleichtert wird. Ist dann die erste Gehäuseeinheit 1 und die zweite Gehäuseeinheit 2 nebst Dichteinheit 5 montiert, kann der Spannstab 15 entfernt werden. Im Anschluss dehnt sich die flexible Dichteinheit 5 aus und entfaltet ihre Dichtwirkung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- ersten Gehäuseeinheit (außen)
- 2
- zweiten Gehäuseeinheit (innen)
- 3
- Kühleinheit
- 4
- Montageeinrichtung
- 5
- Dichteinheit
- 6
- Kühlmitteleingang
- 7
- Kühlmittelausgang
- 8
- Positionierungsnut (Pilznut)
- 9
- Federeinheit (Pilzkopf)
- 10
- Druckeinheit
- 11
- erste Höhe, im gespannten Zustand
- 12
- zweite Höhe, im entspannten Zustand
- 13
- Spanneinheit
- 14
- Durchmesser Spannstab
- 15
- Gleitmittel
- 16
- Hohlraum
- 17
- erste Verschlusseinheit Hohlraum (hinten) ggf. mit Druckventil
- 18
- zweite Verschlusseinheit Hohlraum (vorne) ggf. mit Druckventil
- 19
- Verbindungseinheit
- 20
- Konvexe Dichteinheit
- 21
- Druckventil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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